2016年，在法國裡昂的一所醫院，一名男子流下了一滴眼淚。
一臺紅外攝像機記錄了這個時刻，而這臺攝像機就是為了追蹤這名34歲男子的任何動作或行為。之後，研究人員看到了這些影像，他們充滿了好奇，並暗自興奮不已。
這個年輕人15年前遭遇了車禍，陷入昏迷狀態，他無法說話，動彈不得，沒有任何意識活動的跡象。在流下眼淚的兩周之前，研究人員在其胸腔植入了一臺旨在刺激其迷走神經的設備——迷走神經遍布全身，從耳後到胸腔再到胃部都有分布，負責向大腦傳送信息。
在植入設備後，男子的母親幾乎立刻就看到了他意識活動的跡象，而這已經有近20年沒有出現了。
兩周後，研究人員為男子播放他最喜歡的音樂，一滴眼淚從他眼中滑落。15年來，該男子一直處於植物人狀態，沒有任何有意義的交流或情緒跡象。而現在，他在臨床上可以被歸入「最小意識狀態」。
「當我們看到眼淚從他臉頰滑落時，那真是讓人……激動，那真是……」裡昂馬克-吉納皮德認知科學研究所（Institute of Cognitive Sciences - Marc Jeannerod）的所長安吉拉·希裡古（Angela Sirigu）說道，她為了這一刻已經努力了5年多的時間。希裡古的研究重點是了解不同腦區的功能，尤其是頂葉皮層的作用，它被認為對意識至關重要。
這名年輕男子（現年35歲）是值得注意的個案研究，可以用來證明希裡古的原創假說。
迷走神經的功能很多，心臟、腎臟、肺功能、消化道、說話、眼神接觸等等都與它相關。除此之外，迷走神經還可以增強藍斑神經元釋放的生物電，而這种放電可以促使大腦通過跟警覺性和戰逃反應有關的神經通路分泌大量去甲腎上腺素。
「我對自己以及合作者說，『如果我們通過迷走神經去刺激那些通路，能否提升植物人患者的警覺性呢？」現在看起來，這個問題的答案絕對是肯定的。
這名34歲的男子因病情嚴重而被選為被試者。
「如果我把這名患者的大腦掃描圖給你看，你會看到他的左半腦已經完全損壞。他沒法說話或移動，因為這個對運動至關重要的腦區遭到了破壞，」希裡古說，「他是我們能夠找到的病情最嚴重的患者，我們知道，如果我們觀察到了些什麼，那不可能是碰巧發生的事情。我們為自己選擇了一種非常奇怪的狀況，但就我們的個案來說，那是有益的。因為在我們進行刺激之前，他沒有對任何外部刺激做出反應；而當我們進行刺激時，他有了反應。」這項研究由雅克·呂奧特（Jacques Luauté）教授主持進行，其成果發表在學術期刊《當代生物學》（Current Biology）之上。
植入設備的手術是在上午進行的，外科醫生先用電極刺激神經以進行測試。「我跟醫生一起去看了他，我們注意到了此前從未有過的一些警覺性，」希裡古說，「當然，那可能是偶發事件，但我們從一開始就感覺能奏效。」
希裡古及其團隊等了一個月才得以記錄下實實在在的效果，這個時間已經足以測量神經系統層面的任何變化。從表面來看，那些變化日益顯現。這名男子會對簡單的指令做出回應，用眼睛追隨移動的物體，以及轉動頭部。男子的母親也參與到了研究當中，她注意到，當醫生在旁邊讀書時，自己兒子保持清醒的時間會更長一些。此外，他似乎恢復了威脅應變反應：當希裡古靠近他的臉時，他的眼睛會睜大。
「我們很開心。」她說，「患者的狀況正在改善，我們一直都在觀察他，甚至會在不同試驗階段之外對他進行檢查。有一次，我躺在他病床的左側，跟他說話。他看著我，沒有回應，因為他沒法說話。但當我換到病床的另一側時，他的眼睛也隨著轉動，就好像要換個位置繼續聽，我看到他的眼睛在朝一個新的方向移動。」
還有一次是在這名男子位於裡昂以南40公裡的一個小鎮的家中，希裡古和男子的母親對著他說話，讓他把頭轉向她們。
「他花了1分鐘時間慢慢把頭轉向我們，對於一個從來沒有任何反應、總是保持相同姿勢的人來說，這真是令人驚異。」他母親的說法是，她現在能夠感覺到自己的兒子是個大活人，他們可以理解彼此。
儘管交流可能有限，但在15年的植物人狀態之後，母子之間再次有了某種互動。「這不是科學的組成部分，但我認為這些感覺也很重要，還有他母親所說的一切。這位母親實在了不起，一直守著兒子，」希裡古說道。
不過，科學正是這個增強過程的成果所在，希裡古也打算以此為基礎進一步展開研究。
腦電圖（EGG）顯示，在男子跟運動、感覺和意識有關的腦區，腦電活動顯著增加。正子斷層掃描（PET scan，通過注射顯影劑來監測器官功能和血流）則顯示，男子皮層和皮層下腦區的代謝活動變得更加活躍。掃描顯示，活動來自頂葉皮層，那是一個跟意識有關的腦區。最終結果也證實了這一點。
「當重新激活頂葉皮層時，我們發現頂葉皮層與其他腦區之間的連接得到了增強，其中就包括跟運動功能有關的腦區，它對意識非常重要。當患者開始跟外部世界進行交流時，這種增強會讓大腦跟外部環境發生更多的交互。大腦開始以此前未有的方式被重新激活，」希裡古說道。其結果是，隨著這樣的活動和連接越來越多，更多對此做出反應的腦區有可能被重新激活。
希裡古強調說，雖然這名患者仍然不能走路或說話，但其神經系統的改善代表了研究的最大成果，表明代謝活動有了顯著增加。「迷走神經刺激（VNS）對這名患者來說可能擁有很大的潛能。」除了這一例個案研究之外，希裡古正在招募人手開展進一步研究，重點是處於最小意識狀態的患者，她認為VNS能夠為這些人帶來最大的好處。「這有可能促使他們恢復意識，我認為他們其實才是能夠受益於這種技術的最佳患者。」
希裡古希望未來能夠在患者受傷後儘早應用VNS療法，這有可能幫助患者避免重大損傷。由於迷走神經系統的保護天性，這可能會起到作用——研究人員已經知道，VNS能夠增加腦源性神經營養因子，這種因子能夠保護神經元細胞免於凋零。
如果你不了解迷走神經是什麼，那是情有可原的。不過，從神經科學家到免疫學家，各路研究人員都在努力利用它治療不同的疾病。從上世紀90年代開始，它已經被用於治療癲癇；近些年則被用於類風溼性關節炎，這是一種使人衰弱的自身免疫性疾病。在拉丁語中，vagus的意思是「蜿蜒」。迷走神經有10萬條神經纖維從腦幹蔓生到一系列器官，研究人員把它當作考察神經系統和免疫系統之間聯繫的目標對象。在那些神經纖維中，有大約80%負責把身體的信息傳送給大腦，而餘下的20%則負責把大腦的指令傳達給身體各個部位。
此外，電子療法的興起——即用設備刺激神經來使其釋放化學物質，以此替代傳統的藥物治療——也跟研究人員對迷走神經的興趣不謀而合。如果你想影響人體的不同部位以及相應的狀況，迷走神經顯然是需要重點關注的對象。
不過，研究人員對人體所有神經迴路及其作用的了解尚不充分，很多關於迷走神經治療疾病潛力的發現都是無意中為之。例如，在上世紀90年代，神經科學家凱文·特雷西（Kevin Tracey）用一種藥物進行試驗，旨在通過降低一種名為腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的水平來預防炎症。有一天，他把藥物注射到了小白鼠的大腦而非血液中，以測試其對中風的作用。他發現，這個過程在降低TNF-α水平方面的效率要高出10萬倍。他認為，這得益於神經信號，而不是藥物本身。最終，他找到了幕後功臣：迷走神經。其他自身免疫性疾病，包括克羅恩病和狼瘡，同樣也能用VNS進行治療。近些年來，研究人員也對刺激迷走神經來治療腦損傷產生了興趣。不過，希裡古的研究展示了VNS能夠對大腦活動產生的生理影響。
在明尼阿波利斯，神經外科醫生烏斯瑪·薩瑪丹妮（Uzma Samadani）10多年來一直在努力達成相同的目標，即利用VNS來幫助腦損傷患者。目前，她正在為一項VNS臨床試驗招募發生中度損傷、擁有「一定數量重要底物」的被試者。她表示，自己受到了希裡古試驗結果的鼓舞，但也指出其範圍有限。「我曾在賓夕法尼亞大學（Penn）工作，在那裡撰寫過VNS用於治療癲癇的論文，」薩瑪丹妮說道，解釋了她10多年來致力於開展VNS試驗的開端，「我當時閱讀了有關迴路和通路的文獻，我突然想到，神經迴路的邏輯混亂跟受損意識有些相似。我們從來不知道為什麼一名患者會失去意識，不知道是通路缺失還是通路過度活躍。對我們來說，意識本身是有點神秘的。迷走神經擁有多個突出部分，我們還不清楚是哪個部分造成了這種影響。」
薩瑪丹妮的研究將使用非侵入性刺激，希裡古在法國開始試驗時還不能進行這樣的操作。「我們不知道外部刺激是否會產生相同的效果。我們打算讓法國的另一支團隊把外部刺激器置於一組患者身上，以檢測能否觀察到相同的效果。」
薩瑪丹妮花了10多年時間才啟動自己的試驗，這主要是因為關於腦損傷的試驗缺乏資金支持。然而，單在美國，每年就有大約170萬人罹患創傷性腦損傷，這可能導致終身殘疾、抑鬱症和其他問題。多年來，病情最嚴重患者的家人一直在尋求答案、治療方法和奇蹟。希裡古那位患者的母親已經「嘗試了一切」，其中就包括唑吡坦，這種普通鎮靜劑曾為一些患者帶來令人難以置信的療效。在上世紀90年代，醫生曾把唑吡坦用於一名陷入昏迷的患者以減少痙攣以及幫助他休息。在給藥30分鐘後，該患者5年來第一次開口說了話。世界各地的醫生都見過類似的效果，但一旦藥效過去，患者便會恢復之前的狀態。
研究人員沒有進行大規模的臨床試驗來調查或證實唑吡坦的療效，所以我們很難知道它能對哪種類型的損傷起到作用。唑吡坦對希裡古的患者不起作用。「起效的患者大多處於最小意識狀態。」她說，「我看到通過唑吡坦得到改善的患者並非處於植物人狀態，他們的問題是運動障礙。」在某些病例中，多巴胺這種化學物質也曾短暫喚醒患者的意識——神經元需要多巴胺連接到前額葉皮質，所以，如果是那些通路遭到破壞，多巴胺可能成為恢復意識的一條連線。
在過去數十年中，我們時不時會聽到這樣的故事，一些昏迷或陷入植物人狀態多年的患者突然醒轉。在某些情況下，大腦的可塑性使得患者有可能隨著時間的推移修復通路損傷。然而，我們對那些通路以及如何有目的地啟動修復仍然知之甚少。
希裡古的研究為一個假說得出了臨床證據，即休眠腦區仍可能在刺激之下產生意識，即便是在患者受傷數十年後。這也為一個越來越有希望的研究領域開闢了道路，至少對那些腦損傷較輕、能夠取得最大程度恢復的患者來說，這種希望是存在的。
不過，這項研究工作也引出了一個有關治療最嚴重腦損傷患者的重要問題。在英國，國家醫療服務體系（NHS）表示，在患者陷入植物人狀態至少12個月後，建議撤掉這些患者的營養支持。在醫學上，超過12個月的植物人狀態會被認定是永久性的。NHS認為，到了那個時候，患者恢復意識的可能性已經非常渺茫，延長生命對患者本人及其親人來說沒有好處。然而，在英格蘭，如果患者的親人希望放棄治療，他們需要取得法庭判令。
毫無疑問，隨著更多的證據開始出現，希裡古這樣的研究將對放棄治療的決定產生影響。2006年，在媒體競相報導唑吡坦取得的效果之際，英國法庭拒絕了一名女性植物人患者的親屬放棄治療的請求。醫生和法庭認為，應該使用唑吡坦對該女子進行治療，以觀察她的病情是否會發生變化。女子的家人則稱，如果唑吡坦使她恢復意識並了解到自己身上的嚴重殘疾，她也不會想要活下去。這展示了此類決定的高度複雜性——當我們對意識的認知仍然模糊不清時，成功甦醒的罕見案例不斷帶來希望和困惑。
「這是一個重要的臨床和道德問題：隨著科學的發展進步，患者或許仍有一定的希望，我們是否有權剝奪其生命？」希裡古說，「我認為，每個臨床病例應該單獨進行考慮，我們唯一可以概括的是，如果VNS對這一個遭受嚴重腦損傷的患者有效，它也有可能對其他患者有效，而那些損傷較輕的患者則有可能從這項技術中獲得更多的好處。」